Tính toán thiết kế hệ thống phanh trên xe minibus dựa trên xe tham khảo toyota hiace 16 chỗ

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN HỆ THỐNG PHANH XE MINIBUS DỰA TRÊN XE THAM KHẢO TOYOTA HIACE 16 CHỖ Sinh viên thực : Hà Trung Nguyên Lớp :K70DCOT31 Giảng viên hướng dẫn : TS Đỗ Thành Phương Thái nguyên 2023 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………… …… CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1 Công dụng, yêu cầu phân loại 1.1.1 Công dụng: 1.1.2 Phân loại: 1.1.3 Yêu cầu: 1.2 Kết cấu hệ thống phanh tơ: 1.3 Các loại Cơ cấu phanh 1.3.1 Loại phanh trống guốc…………………………………………………… … 1.3.2 Loại phanh đĩa…………………………………………………….………… 1.3.3 Dẫn động phanh 1.3.4 Các sơ đồ phân dịng chính……………………………………………….… 1.3.5 Dẫn động thuỷ lực…………………………… ………………………….… 1.3.6 Dẫn động khí nén…………………………….…………………………….… CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TRÊN XE MINIBUS………………………………………………………… …………… 2.1 Chọn loại dẫn động phanh 2.1.1 Dẫn động thủy lực 2.1.2 Dẫn động khí nén 2.2 Chọn sơ đồ dẫn động phanh 2.3 Chọn cấu phanh 2.3.1 Cơ cấu phanh đĩa trước 2.3.2 Cơ cấu phanh tang trống sau CHƯƠNG III: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MINIBUS…………………………………………………………… 3.1 Thông số kỹ thuật xe Toyota Hiace…………………………………….… 3.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ĐÃ CHỌN 3.2.1 Tính tốn mơmen phanh u cầu cấu phanh 3.2.2 Hệ số phân bố lực phanh lên trục bánh xe 3.2.3 Mômen phanh cấu phanh sinh lực ép yêu cầu 3.2.4 Tính tốn xác định bề rộng má phanh 3.2.5 Tính tốn kiểm tra cơng trược riêng nhiệt độ hình thành cấu phanh 3.2.6 Hành trình dịch chuyển đầu pittong xy-lanh công tác cấu ép 3.2.7 Đường kính xy-lanh xy-lanh công tác 3.2.8 Hành trình dịch chuyển piston xy lanh 3.2.9 Hành trình tỷ số truyền bàn đạp phanh 3.2.10 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh chưa có trợ lực 3.2.11 Lưc cần thiết tác dụng lên bàn đạp có trợ lực 3.2.12 Đường kính xy- lanh bầu trợ lực 3.2.13 Tính tốn tiêu phanh CHƯƠNG IV: BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH……………… 4.1 Các hư hỏng thường gặp……………………………… … 4.2 Phương pháp bảo dưỡng sửa chưã 4.3 Kiểm tra hoạt động trợ lực phanh 4.3.1 Kiểm tra hoạt động trợ lực 4.4.1 Kiểm tra kín trợ lực KẾT LUẬN…………………………………………………………………………… TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU Nền kinh tế nước ta ngày hội nhập sâu với kinh tế giới Nhu cầu chuyển tải, vận chuyển hàng hóa người ngày tăng cao tăng dần theo năm Để đáp ứng nhu cầu ngành giao thơng vận tải phải có đủ sức có đủ tầm, có chiến lượt vận tải đa dạng từ đường sắt, đường bộ, đường biển lẫn đường hàng khơng lưu thơng hàng hóa, người kinh tế thị trường Làm điều cần phải có đội ngủ cán bộ, kĩ sư chun nghiệp có trình độ cơng nghệ cao.Trong dạng vận tải vận tải đường đóng vai trị quan trọng, xun suốt có tính động cao đáp ứng điều kiện kinh tế Làm điều phương tiện vận tải đường (chủ yếu xe ô tơ) phải thiết kế tốt để vận tải Các cán kĩ sư ngành phải đào tạo trang bị kĩ thực tế tiếp thu công nghệ giới đáp ứng yêu cầu vận tải ngày tăng Đang sinh viên em nhận nhiệm vụ thực đồ án”Tính tốn, Thiết kế hệ thống phanh tơ”.Mà cụ thể ‘tính tốn thiết kế hệ thống phanh xe Minibus dựa xe tham khảo Toyota Hiace 16 chỗ’ trường Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận tải Nhu cầu vận chuyển ngày tăng tốc độ tơ ngày phải cao, để đảm bảo an tồn cho người hàng hóa hệ thống phanh tơ quan trọng cần thiết Với kiến thức học kiến thức thực tế hướng dẫn giáo viên hướng dẫn Đỗ Thành Phương giúp em hoàn thành đồ án thời gian quy định Tuy nhiên trình làm đồ án khơng tránh khỏi sai sót mong thầy(cơ) dẫn thêm để đồ án sau hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Thành Phương thầy cô giáo môn bạn giúp em hoàn thành đồ án Thái Nguyên, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực Hà Trung Nguyên CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1 Công dụng, yêu cầu phân loại 1.1.1 Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ô tô máy kéo dừng hẳn đến tốc độ cần thiết đó, ngồi ra, hệ thống phanh cịn giữ cho tơ máy kéo đứng yên chỗ mặt đường dốc nghiêng hay mặt đường ngang - Với công dụng hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng Nó đảm bảo cho tơ máy kéo chuyển động an toàn chế độ làm việc Nhờ có khả phát huy hết khả động lực, nâng cao tốc độ khả vận chuyển ôtô 1.1.2 Phân loại  Theo tính chất điều khiển mà ta chia ra: + Phanh chân + Phanh tay  Theo vị trí đặt cấu phanh mà ta chia ra: +Phanh bánh xe +Phanh trục truyền động (sau hộp số)  Theo kết cấu phanh mà ta chia ra: + Phanh guốc +Phanh đĩa + Phanh dải  Theo phương thức dẫn động: + Dẫn động phanh khí: Nhược điểm lực tác dụng lên cấu phanh không nhạy, điều khiển nặng dùng cấu phanh chân Còn phanh tay dùng để phanh dừng đổ hổ trợ cho phanh chân phanh gấp, nó cịn dung phổ biến loại tơ + Dẫn động phanh chất lỏng (dầu thủy lực): Được dùng phổ biến xe du lịch xe tải nhỏ + Dẫn động phanh khí nén( phanh khí): Dùng loại xe tải  vừa vàTheo tính chất điều khiển mà ta chia ra: + Phanh chân + Phanh tay  Theo vị trí đặt cấu phanh mà ta chia ra: +Phanh bánh xe +Phanh trục truyền động (sau hộp số)  Theo kết cấu phanh mà ta chia ra: + Phanh guốc +Phanh đĩa + Phanh dải  Theo phương thức dẫn động: + Dẫn động phanh khí: Nhược điểm lực tác dụng lên cấu phanh khơng nhạy, điều khiển nặng dùng cấu phanh chân Còn phanh tay dùng để phanh dừng đổ hổ trợ cho phanh chân phanh gấp, nó cịn dung phổ biến loại ô tô + Dẫn động phanh chất lỏng (dầu thủy lực): Được dùng phổ biến xe du lịch xe tải nhỏ + Dẫn động phanh khí nén( phanh khí): Dùng loại xe tải vừa nặng, xe khách, ngồi cịn dùng loại xe kéo đoàn xe (xe kéo sơ- mi -rơ móc) + Dẫn động phanh liên hợp thủy khí: Dùng loại tơ, đồn xe có tải trọng lớn lớn 3 a) b) c) Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý loại phanh a).Phanh guốc: 1- Chiều lực tác dụng, 2- Má phanh, 3- Tang trống b) Phanh đĩa: 1- Chiều lực tác dụng, 2- Mà phanh, 3- Đĩa phanh c) Phanh dải: 1,5- Chắn bảo vệ, 2,6- Đĩa phanh, 3,8- Khớp quay, 7- Cần kéo, 9- Lò xo, 4- Tang trống 1.1.1 Yêu cầu: Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau :  Có hiệu phanh cao tất bánh xe trường hợp là: + Quảng đường phanh ngắn + Thời gian phanh nhỏ + Gia tốc chậm dần ổn định trình phanh  Hoạt động êm dịu để đảm bảo ổn định ô tô phanh + Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ  Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với trường hợp nguy hiểm  Đảm bảo việc phân bố moment phanh bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám phanh với cường độ  Cơ cấu phanh khơng có tượng tự xiết  Cơ cấu phanh phải có khả thoát nhiệt tốt  Hệ số ma sát má phanh trống phanh (đĩa phanh) cao ổn định điều kiện sử dụng  Giử tỉ lệ thuân lực tác dụng lên bàn đạp phanh lực phanh sinh cấu phanh  Hệ thống phải có độ tin cậy, đồ bền tuổi thọ cao  Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc, bảo dưỡng 1.2 Kết cấu hệ thống phanh tơ: Ðể thực nhiệm vụ mình, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấu sau: - Cơ cấu phanh : Là phận trực tiếp tạo lực cản Trong q trình phanh động ơtơ máy kéo biến thành nhiệt cấu phanh tiêu tán mơi trường bên ngồi - Dẫn động phanh : Ðể điều khiển cấu phanh 1.3 Các loại cấu phanh - Cơ cấu phanh phận trực tiếp tạo lực cản làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cấu phanh có hai phần : Các phần tử ma sát cấu ép - Ngồi cấu phanh cịn có số phận khác : Bộ phận điều chỉnh khe hở bề mặt ma sát, phận để xả khí dẫn động thủy lực - Phần tử ma sát cấu phanh có dạng : Trống - Guốc, Ðĩa hay Dải Mỗi dạng có đặc điểm riêng biệt 1.3.1 Loại phanh trống – guốc Đây loại cấu phanh sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm: - Trống phanh: Là trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe - Các guốc phanh: Trên bề mặt gắn ma sát (còn gọi má phanh) - Mâm phanh: Là đĩa cố định bắt chặt với dầm cầu, nơi lắp đặt định vị hầu hết phận khác cấu phanh - Cơ cấu ép: Khi phanh cấu ép người lái điều khiển thông qua dẫn động, ép bề mặt ma sát guốc phanh tỳ chặt vào mặt trống phanh, tạo lực ma sát để phanh bánh xe lại - Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, trống phanh má phanh cần phải có khe hở tối thiểu đó, khoảng (0,20,4)mm phanh nhả hồn toàn Khe hở tăng lên má phanh bị mài mịn, làm tăng hành trình cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ khơng khí nén, tăng thời gian chậm tác dụng Để tránh hậu xấu đó, phải có cấu để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh Có hai phương pháp để điều chỉnh: Điều chỉnh tay tự động P2 fN N2 N1 b c c fN a b P1 fN1 N1 N1 N2 b P2 P2 c d b fN1 c fN1 a a fN1 fN rb e c N1 N1 a rb fN1 rb P2 P1 a b N1 a N2 b fN1 P1 fN rb a rb N1 P2 P1 P1 e Hình 1.2 Sơ đồ cấu phanh thông dụng loại trống guốc lực tác dụng a - Ép cam; b - Ép xi lanh thủy lực kép; c - Hai xi lanh ép, guốc phanh bậc tự do; d- Hai xi lanh ép, guốc phanh hai bậc tự do; e- Cơ cấu phanh tự cường hóa Trong đó: P, P1, P2: Lực xylanh dẫn động guốc phanh N 1, N2: Áp lực pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh fN1, fN2: Lực ma sát rt: Bán kính tang trống Các sơ đồ khác chỗ: - Dạng số lượng cấu ép - Số bậc tự guốc phanh - Đặc điểm tác dụng tương hỗ guốc với trống, guốc với cấu ép khác ở: +Hiệu làm việc + Đặc điểm mài mòn bề mặt ma sát guốc +Giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục bánh xe + Mức độ phức tạp kết cấu Để đánh giá, so sánh sơ đồ khác nhau, tiêu chung, người ta sử dụng ba tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng cấu phanh là: Tính thuận nghịch (đảo chiều), tính cân hệ số hiệu - Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch cấu phanh mà giá trị mômen phanh tạo khơng phụ thuộc chiều quay trống, tức chiều chuyển động ôtô - máy kéo - Cơ cấu phanh có tính cân tốt cấu phanh làm việc, lực từ guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ tác dụng lên cụm ổ trục bánh xe - Hệ số hiệu đại lượng tỷ số mômen phanh tạo tích lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh (mơmen lực dẫn động) 1.3.2 Loại phanh đĩa Cơ cấu phanh loại đĩa thường sử dụng ơtơ du lịch Phanh đĩa có loại : Kín, hở, đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay vịng ma sát quay Ðĩa đĩa đặc, đĩa có xẻ rãnh thơng gió, đĩa lớp kim loại hay ghép hai kim loại khác Phanh đĩa có loạt ưu điểm so với cấu phanh trống guốc sau : 10